기술적 최전선: 카메라 모듈 산업 개요  

카메라 모듈은 이미지 캡처를 위한 중요한 전자 장치입니다. 스마트폰, 스마트카, 로봇과 같은 스마트 단말기는 카메라 모듈을 사용하여 광학 이미징을 완료하여 사진 촬영, 정보 캡처 및 분석, 시각적 상호 작용과 같은 기능을 가능하게 합니다. 카메라 모듈의 작동 원리는 캡처된 물체의 빛이 렌즈를 통과하고 필터를 통해 적외선을 걸러내고 가시광선 부분을 CMOS 이미지 센서 칩에 투사한다는 것입니다. 광 신호는 포토다이오드를 통해 전기 신호로 변환된 다음, 획득된 아날로그 신호는 아날로그-디지털 변환 회로(A/D)를 통해 디지털 신호로 변환되고 출력되기 전에 예비 처리됩니다.

카메라 모듈의 주요 원자재는 광학 렌즈, CMOS 이미지 센서 칩, 음성 코일 모터, 적외선 필터, 베이스, 수동 부품, 기판, 소프트 보드와 같은 보조 원자재입니다. 카메라 모듈은 스마트폰, 스마트 카, IoT와 같은 산업에서 널리 사용됩니다. 현재 스마트폰은 카메라 모듈의 주요 응용 시장이며, 미래에는 스마트 카 및 IoT가 카메라 모듈의 주요 증분 시장이 될 것입니다.

크게 스마트폰용 카메라 모듈, 차량용 카메라 모듈, IoT용 카메라 모듈로 구분

Qiuti Micro 스마트폰 카메라 모듈용 신기술:

MOB 공정은 COB 공정과 다른 점은 패키징 부분이 모듈의 베이스와 동일하다는 것입니다. 이 공정은 몰딩 공정을 통해 회로 기판에 연결되어 통합 구조를 형성하고 패키징 부분은 회로 구성 요소를 내부에 감쌉니다. MOB를 기반으로 하는 MOC는 패키징 부분에서 더 안쪽으로 설정되어 금선을 내부에 감고 칩에 연결합니다.

3DSensing 기술

3D 구조광, iToF, dToF 관련 기술을 포함하여 배경 흐림, 촬영 거리 감지, AR 모션 감지 게임과 같은 분야에서 다운스트림 고객의 중요한 기능적 요구를 충족할 수 있습니다. 시장은 3D 센싱 분야에서 구조광에서 ToF 솔루션으로 점차 전환되고 있습니다.

자동차 카메라 모듈

자동차 카메라 모듈 제품은 주로 DMS와 ADAS에 사용됩니다. 현재 ADAS 카메라는 주로 신호등 및 표지판 인식, 보행자 인식, 능동적 자동차 안전 및 보조 내비게이션 주행과 같은 기능에 사용되는 반면 DMS 카메라는 주로 피로 분석, 시선 분석 및 감정 분석과 같은 기능에 사용됩니다.

사물인터넷 카메라 모듈

IoT 제품에는 시각적 장애물 회피 모듈, 3D 구조화 조명 모듈, 3DToF 모듈, 초광각 모듈이 포함됩니다. 이러한 제품은 장애물 회피, 항공 사진 및 감지와 같은 다양한 기능을 달성할 수 있습니다. 현재 드론, 팬 틸트 카메라, 로봇, 스마트 워치 등과 같은 분야에 적용되고 있습니다.

더 많은 3D 애플리케이션 시나리오가 등장함에 따라, 장대역 iToF, dToF 등을 포함한 3D 구조 광 모듈, 3DToF 모듈이 IoT 시각적 제품 애플리케이션에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다.

카메라 모듈 제품은 주로 AA(Active Calibration) 공정을 포함한 COB 기술을 채택합니다.

카메라 모듈의 개발 동향

(1) 스마트폰 카메라의 발전 추세

스마트폰의 기능이 점점 더 강력해지면서 소비자는 WeChat, Weibo 및 기타 모바일 소셜 네트워크를 통해 사진과 비디오를 공유하고, Tiktok 및 Kwai와 같은 짧은 비디오 앱과 Tiger Teeth 및 Douyu와 같은 라이브 방송 앱을 통해 콘텐츠를 만들고 서로 상호 작용할 수 있습니다. 점점 더 다양하고 심층적인 응용 프로그램 시나리오로 인해 스마트폰은 소비자에게 가장 밀접하게 연결되고 대체할 수 없는 스마트 단말기가 되었으며, 사진은 사람들의 일상 생활에서 기본적인 요구 사항이 되었습니다.

다운스트림 소비자의 모바일 폰 사진 기능에 대한 요구가 점점 더 다양해지고 소비자 수준이 지속적으로 향상됨에 따라 스마트폰 카메라는 주요 스마트폰 제조업체 간의 차별화된 경쟁의 초점이 되고 있으며, 이는 카메라 기술의 지속적인 개발과 혁신을 촉진합니다. 최근 몇 년 동안 스마트폰 카메라는 픽셀 업그레이드, 멀티 카메라, 광학 안정화, 대구경, 망원 렌즈, 광학 줌, 멀티 렌즈 설계, 소형화 모듈 및 대형 픽셀 모듈의 방향으로 발전했습니다. 그 중에서도 픽셀 업그레이드와 멀티 카메라가 주요 기술 업데이트 경로입니다. 이미지 품질을 개선하고 다양한 장면의 촬영 요구를 충족하기 위해 스마트폰 카메라의 픽셀은 끊임없이 증가하고 있으며 여러 카메라로 빠르게 발전하고 있습니다.

또한, 잠망경 카메라와 3D 센싱 카메라도 모바일폰 제조업체의 초점입니다. 잠망경 카메라는 원래 휴대폰 두께를 유지하면서 고배율 광학 줌을 달성할 수 있습니다. 3DSensing 카메라는 주변 환경의 3차원 정보를 인식하여 실제 세계의 3차원적 특징을 복원하여 3D 센싱, AR/VR 등과 같은 고급 응용 기능을 달성할 수 있습니다. 대형 픽셀 모듈은 통과하는 빛의 양을 늘리는 데 도움이 되어 이미지를 더욱 섬세하게 만듭니다. 모바일폰 카메라 분야의 새로운 기술이 지속적으로 업데이트되면서 모바일폰 사용자에게 새로운 소비 경험이 제공되었습니다.

(2) 다양한 제품 응용 분야

5G 통신, 지능형 주행 등의 기술이 발전함에 따라 자동차 지능 수준은 끊임없이 향상되고 있습니다. ADAS 분야에서 카메라는 주행 환경 이미지 정보를 얻기 위한 핵심 진입점 역할을 하며 신뢰성과 정확성에 대한 요구 사항이 높습니다. 장애물의 크기와 거리를 구별하고 보행자와 교통 표지판 등을 인식할 수 있어야 합니다. DMS 분야에서 카메라는 운전자의 피로 특성을 포착하고 운전자의 집중 수준을 판단해야 합니다. 사무실 및 여가 분야에서 카메라는 화상 채팅 및 사진 촬영과 같은 기능을 달성해야 합니다. 카메라는 스마트카의 핵심 센서가 되었으며, 자율 주행 및 지능형 조종석에서 널리 사용되어 자동차 소유자와 승객의 운전, 엔터테인먼트 및 사무실 요구를 충족합니다.

IoT 기술의 발전으로 IoT 제품의 비용은 점차 감소하고 있으며, 시나리오는 점점 더 다양해지고 있으며, 사용자 습관은 점차 형성되고 있습니다. 스마트 홈 및 드론과 같은 IoT 제품 시장은 빠르게 성장하고 있습니다. 카메라를 통해 IoT 제품은 더 많은 정보를 더 명확하게 포착하여 장애물 식별, 가정 환경 역학 모니터링, 사람들의 피트니스 역학 감지, 시각적 상호 작용 등의 기능을 달성할 수 있습니다. 카메라는 바닥 청소 로봇, 냉장고, 텔레비전, 드론과 같은 IoT 제품에 점차 중요한 전자 장치가 되고 있습니다.

스마트폰 카메라의 발전 추세

스마트폰 카메라 기술의 급속한 발전은 사람들의 일상 생활을 완전히 바꾸고 있으며, 끊임없이 혁신적인 기능과 최적화된 편리한 경험 방법을 통해 사람들은 언제 어디서나 아름다운 순간을 기록할 수 있습니다. 그 결과 스마트폰의 촬영 능력은 소비자 구매 결정에 영향을 미치는 핵심 요소 중 하나가 되었습니다.

멀티 카메라, 고화소, 3D 센싱, 광학 안정화, 대구경 등 여러 가지 혁신적인 업그레이드를 배경으로 스마트폰 카메라 모듈의 사양은 지속적으로 개선되고 출하량은 지속적으로 증가하며 시장 규모도 그에 따라 확대되고 있습니다. 스마트폰 주식 게임 시대에 스마트폰 카메라의 지속적인 기술 혁신과 제품 반복으로 스마트폰 카메라 모듈 시장의 성장률은 스마트폰 시장보다 높아질 것입니다. 최근 몇 년 동안 스마트폰 카메라 모듈의 글로벌 시장 규모는 지속적으로 성장해 왔습니다.

TSR 통계에 따르면, 스마트폰 카메라 모듈의 글로벌 시장 규모는 2018년, 2019년, 2020년에 각각 223억 7,500만 달러, 305억 9,300만 달러, 331억 800만 달러였습니다. 2019년에는 멀티 카메라 폰과 고사양 카메라 비중 증가에 힘입어 모바일 카메라 모듈의 수량과 가격이 모두 증가했고, 시장 성장률은 36.73%에 도달했습니다. 2020년에는 글로벌 경제가 둔화되고 스마트폰 출하량이 감소하면서 글로벌 스마트폰 카메라 모듈 시장 성장률이 8.22%로 둔화되었습니다. 멀티 카메라 기술의 보급률 증가에 영향을 받아 최근 몇 년 동안 스마트폰 카메라 모듈의 글로벌 출하량은 지속적으로 증가하고 있습니다.

TSR 통계에 따르면, 2019년 멀티 카메라가 스마트폰의 주류 구성이 되었습니다. 멀티 카메라 모듈을 싱글 카메라 모듈로 전환하는 통계적 규모에서 스마트폰 카메라 출하량 성장률은 18.15%에 달했습니다. 2020년 스마트폰 카메라 출하량 성장률은 8.13%로 둔화되었습니다. 2019년부터 2024년까지 글로벌 스마트폰 카메라 모듈 출하량은 47억 6,500만 대에서 65억 1,800만 대로 증가하여 연평균 성장률은 6.47%로 빠른 성장률을 유지할 것입니다.

데이터 출처: TSR

휴대전화 카메라 구성의 개선으로 카메라 모듈의 가격도 크게 상승했습니다. 휴대전화 카메라의 글로벌 시장 규모와 출하량을 추정한 결과, 2018년, 2019년, 2020년 휴대전화 카메라의 평균 단가는 각각 $5.55, $6.42, $6.43이었습니다.

TSR 통계에 따르면, 2020년 3분기에 5메가픽셀, 4P 렌즈 구성의 카메라 모듈 가격은 약 $1.96이었습니다. 1억 800만 화소 구성과 7P 렌즈의 카메라 모듈은 최대 $39.6으로 전자의 20배에 달합니다. 동시에 고급 카메라 모듈의 패키징 가격도 크게 상승했습니다. 전자 카메라 모듈의 패키징 가격은 약 $0.35인 반면, 후자 카메라 모듈의 패키징 가격은 $3에 이릅니다. 고급 카메라 모듈은 패키징 기술, 패키징 정확도, 패키징 환경에 대한 요구 사항이 더 높고 카메라 모듈의 제품 부가가치도 더욱 높아질 것입니다.

스마트폰은 싱글 카메라에서 멀티 카메라로 발전하고 있으며, 카메라 모듈 출하량도 꾸준히 늘어나고 있다.

스마트폰이 전문가용 카메라에 가까운 이미지를 촬영하고, 저조도에서 높은 화질, 큰 인물 조리개, 배경 흐림, 광학 줌 등의 기능을 구현하기 위해 다양한 차별화된 멀티 카메라 솔루션이 잇따라 등장했습니다. 단일 모바일폰 카메라가 구현하는 최적화 기능은 제한되어 있어 다양한 장면에서 조명과 거리의 변화에 적응하기 어렵습니다. 여러 카메라를 결합하면 각 렌즈가 다양한 기능을 구현하고 다양한 장면에서 촬영 요구를 충족할 수 있습니다. Huawei Mate40 Pro를 예로 들면, 후면 카메라는 50메가픽셀 초광각 카메라, 20메가픽셀 초광각 무비 카메라, 12메가픽셀 잠망경 망원 렌즈, 레이저 초점 센서로 구성되어 있습니다. 전면 카메라는 13메가픽셀 초광각 카메라와 3D 깊이 감지 카메라입니다. 초광각 카메라는 더 많은 디테일을 포착할 수 있고, 초광각 카메라는 더 넓은 시야를 얻을 수 있으며, 잠망경 망원 카메라는 다중 줌을 지원하여 원거리와 근거리의 다양한 요구를 충족합니다. 3D 깊이 감지 카메라는 사진의 입체감을 강화할 수 있고, 레이저 초점 센서는 초점 속도를 가속화할 수 있습니다.

카메라의 사양은 끊임없이 개선되고 있으며, 카테고리도 끊임없이 풍부해지고 있습니다.

모바일 폰 카메라 픽셀의 지속적인 업그레이드는 더욱 선명하고 풍부한 사진 효과를 제공합니다. 한편, 모바일 폰 카메라 분야에서 광학 이미지 안정화, 멀티 폴드 광학 줌, 3D 센싱과 같은 혁신적인 기술을 적용하여 소비자를 위한 사용자 경험을 더욱 최적화했습니다.

3DSensing, 잠망경 카메라 등의 기술 적용

2017년 Apple'의 첫 번째 3DSensing 카메라 스마트폰인 iPhone X가 출시된 이후, 3DSensing 카메라는 여러 가지 "고통스러운 적용 시나리오"를 해결하고 소비자에게 얼굴 스테레오 정보 캡처를 통한 3D 감지, 제스처 변화 캡처를 통한 제스처 인식, 3D 모델링 및 다양한 대화형 방법을 통한 AR/VR 등 새로운 사용자 경험을 제공했습니다. 일반적인 2D 카메라는 평면 이미지 형태로만 장면을 표현할 수 있는 반면, 3DSensing 카메라는 시야의 각 지점에 대한 3차원 좌표 정보를 인식하여 3차원(3D) 이미지를 표현할 수 있습니다. 현재 3DSensing의 주류 기술에는 양안시, 구조화 광, ToF(Time-of-Flight)가 있습니다. 양안시와 구조화 광은 주로 거리 측정을 위한 삼각 측량 원리에 기반하는 반면, ToF는 주로 빛의 비행 시간 거리 측정에 기반합니다.

2019년, 화웨이는 잠망경 카메라 구조의 P30 시리즈를 출시했습니다. 화웨이 P30 Pro는 5배 광학 줌, 10배 하이브리드 줌, 최대 50배 디지털 줌을 달성했습니다. 그 후, 샤오미, 오포, 비보는 잠망경 카메라를 장착한 스마트폰을 잇따라 출시하고 양산했습니다. 고배율 광학 줌은 스마트폰 카메라의 주요 개발 요구 사항이며, 잠망경 카메라는 고배율 광학 줌을 달성하여 더 선명한 장거리 촬영 효과를 얻을 수 있어 다양한 모바일폰 브랜드의 경쟁 초점이 되었습니다. 카메라 줌은 초점 거리를 변경하여 다양한 시야 폭, 다양한 이미지 크기, 다양한 풍경 범위를 얻는 것을 말합니다. 기존 카메라 모듈 구조는 평면과 평행하게 렌즈를 배치하여 스마트폰이 더 얇고 가벼워지는 추세에 제한을 받고 있으며, 고배율 광학 줌의 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 잠망경 렌즈를 스마트폰 평면에 수직으로 배치한 후 프리즘 모듈을 사용하여 빛을 렌즈와 CMOS 이미지 센서 칩으로 반사시켜 망원 렌즈와 경량 바디의 공존을 실현했습니다.

자동차 카메라 시장

① 자동차 시장에서 카메라는 다양한 적용 시나리오를 가지고 있다

최근 몇 년 동안 정보통신, 신에너지, 신소재 등 신세대 기술과 자동차 산업의 통합이 가속화되고 지능형 주행 및 지능형 조종석 산업이 급속히 발전했습니다. 첨단 센서를 장착하고 인공 지능, 5G 통신과 같은 새로운 기술을 활용함으로써 자동차는 지능 수준을 지속적으로 향상시키고 있습니다. 자동차는 소비자의 여행 요구를 충족할 뿐만 아니라 사무실과 엔터테인먼트를 위한 새로운 장소가 됩니다.

지능형 주행과 지능형 조종석 모두 온보드 카메라를 사용해야 합니다. 차량에 장착된 카메라는 고해상도 및 온도 적응성으로 시각적 이미지를 캡처하는 데 사용할 수 있습니다. 장애물의 크기와 거리를 구별하고, 보행자, 교통 표지판 및 차선 표시를 인식하고, 운전자의 운전 상태를 모니터링하고, 차량 내 화상 채팅 기능을 제공할 수 있습니다. 자동차의 다양한 설치 위치에 따라 카메라 모듈은 후방 보기, 전방 보기, 측면 보기, 내부 보기, 주변 보기 등으로 구분됩니다.

가. 지능형 주행기술의 발전과 카메라 모듈 수요 증가

지능형 주행은 일반적으로 보조 주행, 고급 운전자 지원 시스템(ADAS), 제한된 시나리오에서의 자율 주행, 인간 운전자와 다른 완전 자율 주행과 같은 개념을 말합니다. 자동차 엔지니어 협회(SAE International)가 발표한 J3016에 따르면 자율 주행 기술은 비주행 자동화(레벨 0)에서 완전 주행 자동화(레벨 5)까지 6단계로 나뉩니다.

지능형 주행 기술은 운전자의 부족한 의사결정 및 운영 능력을 보완하고, 교통사고 및 손실을 예방 또는 감소시키며, 운전자의 노동 강도를 줄일 수 있습니다. 자동차 인식 시스템의 중요한 도구인 센서는 주행 환경과 차량 상태를 모니터링할 수 있으며, 지능형 주행을 실현하기 위한 기반입니다. 차량에 장착된 센서는 주로 카메라, 레이더, LiDAR를 포함하며, 교통 표지판, 장애물, 거리, 속도 등의 정보를 얻는 데 사용됩니다. 이들은 자동차의 "눈"입니다. 자동차는 센서의 수와 유형을 늘리고 여러 센서를 통합하여 자율 주행 기능을 향상시킵니다.

현재 대부분의 자동차 제조업체는 여러 유형의 센서를 결합한 기술 솔루션을 선택했습니다. L2 레벨 자율 주행차 Tesla Autopilot을 예로 들면, 차량에는 차체를 둘러싼 8개의 고화질 카메라가 장착되어 있으며, 시야는 360도이고 주변 환경을 모니터링하기 위한 최대 거리는 250m입니다. 감지 범위가 160m인 전면 레이더 1개, 모니터링 거리가 8m인 초음파 센서 12개가 있습니다.

L1 및 L2 레벨 자동차의 판매가 점차 증가하고, 미래 고급 자율 주행 기술인 L3-L5 자동차가 상용화됨에 따라 차량용 카메라에 대한 수요가 크게 증가할 것입니다. Yole 데이터에 따르면 2018년 자동차용 카메라 유닛 생산량은 1억 2,400만 대로 같은 해 경차 생산량인 9,600만 대보다 약간 높았습니다. 차량당 설치된 카메라의 평균 수는 1.3대입니다. 자율 주행 기술의 적용 및 개발로 인해 2024년까지 차량당 설치된 카메라의 평균 수는 3대로 증가할 것입니다.

자동 주행 단계에서 승객의 생명과 재산의 안전은 자동 주행 시스템의 판단에 달려 있습니다. 시각 데이터를 수집하는 핵심 센서인 온보드 카메라는 자동 주행 시스템의 기능적 안전 구성 요소입니다. 카메라의 성능이 떨어지고 데이터가 정확하고 시기적절하게 수집되지 않으면 자동 주행 시스템은 잘못된 판단을 내리게 됩니다. 따라서 하류 자동차 제조업체는 온보드 카메라의 신뢰성과 사용 수명에 대한 엄격한 표준을 제시하여 카메라가 극도로 춥고 덥고 습한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있고 보행자, 자동차, 장애물, 교통 표지판, 신호등, 차선 등을 포함하여 낮은 조명과 높은 동적 장면에서 고품질 이미지 데이터를 제공하여 자동 주행 시스템의 분석 및 의사 결정을 내릴 수 있도록 요구합니다. 스마트카의 핵심 센서로서 차량용 카메라 모듈의 주요 원자재와 제품 개발 비용이 높고 성능과 신뢰성에 대한 요구 사항이 매우 엄격합니다. 가격은 휴대폰 카메라 모듈보다 상당히 높습니다.

Yole'의 예측에 따르면, 2020년 글로벌 ADAS 시장 규모는 $86억 달러에 이를 것이며, 레이더, 카메라 모듈, LiDAR 시장은 각각 $38억 달러, $35억 달러, $40억 달러가 될 것입니다. 2025년까지 글로벌 ADAS 시장은 $224억 달러로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 21%입니다. 레이더, 카메라 모듈, LiDAR 시장은 각각 $91억 달러, $81억 달러, $17억 달러에 이를 것으로 예상되며, 성장률은 각각 19%, 18%, 22%입니다.

B. 지능형 조종석은 여가와 엔터테인먼트의 요구를 충족합니다.

연결성, 자동화, 공유의 추세는 자동차 산업을 변화시키고 있으며, 자동차에 대한 소비자의 수요는 '운송 수단'에서 가정과 사무실 밖의 중요한 '제3의 공간'으로 바뀌고 있으며, 조종석은 공간을 구성하는 핵심 매개체가 되고 있습니다.

이미지를 캡처하는 도구로서, 운전을 지원하는 운전자 모니터링 시스템(DMS)에 사용되는 것 외에도, 차량 내 카메라는 승차감, 차량 안전을 향상시키고 소비자의 작업 및 엔터테인먼트 요구를 충족시킬 수도 있습니다. 차량 내 카메라는 사용자의 신원을 인식할 수 있으며, 시스템은 데이터를 기반으로 시트, 온도 및 백미러를 적절한 상태로 조정합니다. 차량 손상 또는 손실의 증거를 기록합니다. 화상 회의 및 채팅 기능을 제공합니다.

Yole'의 예측에 따르면, 자동차용 애플리케이션 시장 규모는 2020년에 131억 달러에 달할 것이며, 2025년에는 220억 달러를 넘어설 것입니다. 그 중 센서 시장 규모는 2020년 3억 달러에서 2025년에는 26억 달러로 크게 증가할 것이며, 연평균 성장률은 63%입니다.

② 차량용 카메라 시장 규모는 방대하고 성장률도 빠르다

ICVTank가 2021년 12월에 발표한 최신 보고서에 따르면, 2021년 글로벌 평균 차량 구성은 2.3개의 카메라로 2020년보다 크게 증가했습니다. 2026년까지는 1대당 3.8개의 카메라에 도달할 것으로 예상됩니다. 글로벌 자동차 카메라 시장에는 프런트엔드 조립(자동차 제조업체에서 완료)과 백엔드 조립(차량이 출하된 후 조립)이 포함됩니다. 2021년 글로벌 자동차 카메라 프런트엔드 시장은 122억 달러에 달했고 백엔드 시장은 51억 달러에 달했습니다. 앞으로 스마트카의 보급률이 점차 증가함에 따라 카메라는 공장 단계에서 설치되고 애프터마켓 비중은 점차 감소할 것입니다. 2020년부터 2026년까지 자율주행 카메라의 글로벌 시장 규모는 $131억 달러에서 $355억 달러로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 복합 성장률은 18.08%로 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

ICVTank 보고서에 따르면, 프런트엔드 시장은 자동차 카메라 모듈에 가장 중요한 시장입니다. 2020년부터 2026년까지 프런트엔드 자동차 카메라의 출하량은 1억 대에서 3억 7천만 대로 증가할 것이며, 연평균 복합 성장률은 24.32%로 빠른 성장을 보일 것입니다.

③ 글로벌 차량용 카메라 모듈 제조사는 대부분 유럽과 미국 기업으로 구성돼 있다

Xuri Big Data에 따르면 세계 1등급 자동차 카메라 모듈 기업 3곳은 독일의 Continental Automotive, 캐나다의 MAGNA, 프랑스의 Valeo입니다. 상위 3개 기업이 글로벌 자동차 카메라 모듈 시장을 장악하고 있습니다. Continental Automotive, MAGNA, Valeo는 각각 1871년, 1955년, 1961년에 설립되어 반세기 이상 운영되어 왔습니다. 현재 중국에서는 비교할 만한 자동차 카메라 모듈 기업이 없습니다.

자동차 카메라 모듈 분야의 세계적 선도 기업은 모두 내연 기관 시대에서 시작되었으며 BMW, 메르세데스 벤츠, 아우디 등과 같은 주류 전통 가솔린 자동차 제조업체와 긴밀한 협력 관계를 구축했습니다. 최근 몇 년 동안 신에너지 자동차가 급속히 발전했으며 글로벌 자동차 시장의 경쟁 구도가 점차 바뀌었습니다. Xiaopeng, BYD, NIO, Ideal, BAIC New Energy로 대표되는 중국 신에너지 자동차 회사는 빠르게 부상했습니다. 하류 자동차 제조업체의 경쟁 구도가 바뀌고 중국 기업의 비중이 증가함에 따라 글로벌 자동차 카메라 모듈 시장의 경쟁 구도는 어느 정도 바뀔 수 있으며 중국의 신흥 자동차 카메라 모듈 기업은 굽은 길을 따라잡을 기회와 가능성이 있습니다.

④ 차량용 카메라 모듈은 제품 부가가치가 더 높다

하류 자동차 제조업체는 온보드 카메라의 신뢰성과 사용 수명에 대한 엄격한 표준(자동차의 사용 수명과 일치하도록 최소 8~10년)을 제시하여 카메라가 극한의 추위(-40℃), 더위(85℃) 및 습도 환경에서도 안정적으로 작동하고 보행자, 자동차, 장애물, 교통 표지판, 신호등, 차선 등을 포함한 낮은 조명 및 매우 역동적인 장면에서 고품질의 이미지 데이터를 제공하여 자동 주행 시스템의 분석 및 의사 결정을 수행할 수 있도록 요구합니다. 또한 차량 시동 시 매우 높은 전자기 펄스가 발생하기 때문에 온보드 카메라는 항자성 성능도 가져야 합니다.

스마트카의 핵심 센서로서, 차량용 카메라는 더 높은 안전 기준, 더 높은 주요 원자재 및 제품 개발 비용, 더 높은 생산 기술 요구 사항, 더 큰 공정 난이도, 더 높은 제품 부가가치를 가지고 있습니다. 차량용 카메라 모듈 제품의 대량 출하와 생산 공정의 추가 개선으로, 신흥 차량용 카메라 모듈 제조업체의 이익 마진도 증가할 것입니다.

사물인터넷 시장

IoT는 물리적 세계에서 가상 세계와 데이터화로 이어지는 경로를 확립했으며, 이를 4차 기술 혁명이라고 합니다. IoT는 다양한 IoT 연결 프로토콜을 통해 서로 다른 사용자와 단말기를 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 연결을 형성하여 사람들의 삶을 더욱 편리하게 만듭니다. Gartner 등이 발표한 2021 Global AIoT Developer Ecology White Paper에 따르면 스마트 하드웨어는 유비쿼터스 연결(디바이스 네트워킹)의 1.0 단계에서 유비쿼터스 연결(서로 다른 기기를 연결할 수 있음)의 2.0 단계로 진화했으며, 현재 단계인 유비쿼터스 인텔리전스 3.0 단계에 이르렀습니다. 스마트 하드웨어는 사용자의 선호도와 습관을 적극적으로 감지하여 사용자의 요구에 가장 적합한 사용 시나리오를 제공합니다. IDC 데이터에 따르면, 글로벌 사물 인터넷 연결은 2024년까지 약 650억 대에 도달할 것으로 예상되며, 이는 휴대전화 연결 수의 11.4배에 해당합니다. 2019년 글로벌 IoT 시장 규모는 6,860억 달러였으며, 2022년에는 시장 규모가 수조 달러를 돌파할 것으로 예상됩니다.

글로벌 가상현실 통합 추세에 따라 몰입형 상호작용을 실현하는 핵심 단말 장치인 AR/VR은 게임 및 엔터테인먼트 콘텐츠와 결합할 수 있는 성숙한 조건을 갖추고 있으며, AR/VR 시장은 엄청난 개발 잠재력을 가지고 있습니다. IDC 등의 기관 통계에 따르면, 글로벌 가상현실 시장은 2020년에 거의 1,000억 달러에 도달했으며, VR 시장은 620억 달러, AR 시장은 280억 달러였습니다. Counterpoint's의 예측에 따르면, 글로벌 AR/VR 기기 출하량은 2021년 1,100만 대에서 2025년 1억 500만 대로 증가할 것이며, 시장 수요는 점차 확대될 것입니다.

카메라는 VR/AR 기기의 핵심 센서로, 머리 위치, 동작 추적, 영상 촬영, 환경 획득 등 다양한 기능을 실현합니다. Qualcomm'의 통계에 따르면, 2021년 11월 17일 기준으로 VR 제품 Oculus Quest 2의 판매량은 1,000만 대에 달했습니다. Oculus Quest 2에는 머리와 손의 움직임을 추적하고 회색과 흰색 원근 이미지를 표시하는 데 사용되는 4개의 카메라가 장착되어 있습니다. 이 제품은 최대 7개의 카메라를 지원합니다.

Magiceap은 2022년 1월 SPIE(International Society for Optical Engineering) 컨퍼런스에서 4개의 눈 추적 카메라(단안 x2)와 깊이 및 지각 계산을 위한 5개의 센서(12M 픽셀 자동 초점 RGB 카메라 포함)를 탑재한 Magiceap2를 출시했습니다. 스마트 냉장고, 스마트 에어컨, 바닥 청소 로봇과 같은 스마트 홈, 감시 카메라, 스마트 도어 잠금 장치와 같은 스마트 보안 제품, 의료 로봇, 드론과 같은 스마트 로봇 제품 등 IoT에 대한 많은 적용 시나리오가 있습니다.

카메라 모듈은 사물인터넷 기기가 효과적인 정보를 얻는 데 중요한 전자 장치로, 주로 머신 비전 및 고화질 비디오와 같은 분야에서 사용됩니다. 사물인터넷 시대에 카메라는 이미지와 비디오를 캡처하고 기록하며 인터넷을 통해 원격 모니터링, 실시간 관찰 등을 실현합니다. 딥러닝과 인공지능(AI) 기술이 발전함에 따라 카메라가 장착된 AI 기기는 이미지에서 더 유용한 정보와 데이터를 얻을 수 있어 시각적 상호 작용, 장애물 인식, 인체 모양 감지 등의 기능을 실현할 수 있습니다.

전통적인 가전제품은 점차 네트워크 연결을 통해 원격 제어, 지능형 상호작용 및 기타 기능을 실현하고 있습니다. 시각 및 감각 상호작용은 스마트 홈 기기의 적용에서 음성에 이어 새로운 성장점이 될 것이며, 스마트 홈 기기는 멀티모달 상호작용으로 더욱 발전할 것입니다. Ecovacs DEEBOT 8AIVI 로봇 청소기를 예로 들면, 광각 카메라가 있는 시각 인식 시스템이 장착되어 있어 환경의 장애물 데이터를 수집 및 분석하고, 타깃 안전 검사를 실시하고, 가정의 안전을 보호할 수 있습니다. 시각 감지 상호작용 기술은 스마트 홈 기기의 효율성을 향상시켰습니다. IDC'의 예측에 따르면 2021년에는 24%의 스마트 홈 기기에 시각 또는 감지 상호작용 기능이 장착될 것입니다. 2024년까지 스마트 홈 기기의 시장 규모는 800억 달러를 초과할 것입니다.

로봇과 드론은 카메라의 중요한 응용 시장입니다. 카메라는 로봇과 드론이 데이터를 수집하는 데 중요한 센서이며, 사진 및 비디오 촬영의 요구 사항도 충족할 수 있습니다. DJI MavicAir2 드론을 예로 들면, 시각 시스템에는 전면, 후면 및 하단 뷰 카메라가 장착되어 있습니다. 메인 카메라는 4,800만 화소 사진을 촬영하고 4K 해상도에서 초당 60프레임(4K/60fps 비디오)을 캡처할 수 있습니다.

IDC 통계에 따르면, 2019년 로봇 및 드론의 글로벌 시장 규모는 $1098.5억 달러였습니다. 2019년부터 2024년까지 글로벌 시장은 20.1%의 연평균 성장률을 달성할 것으로 예상되며, 2024년까지 시장 규모가 $2746.2억 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 중국은 세계 최대의 로봇 시장(드론 포함)으로, 2020년에는 글로벌 총량의 38%를 차지할 것으로 예상되며, 총 지출은 473.8억 달러입니다. 2024년까지 글로벌 시장의 44%를 차지하고 규모는 1211.2억 달러에 이를 것입니다.

중국 카메라 모듈 산업 사슬의 급속한 부상

중국 경제의 급속한 발전으로 중국은 세계 최대의 가전제품 시장이 되었고, 휴대전화 및 기타 가전제품의 주요 센서인 카메라 모듈은 급속한 성장의 기회를 가져왔습니다. 2020년 말 현재 전 세계 휴대전화 카메라 모듈의 상위 3대 공급업체는 OFILM, Sunny Optics, Qiu Tiwei였으며, 모두 중국 기업이었습니다. 카메라 모듈은 자동차 전자제품 및 IoT와 같은 지능형 단말기의 핵심 센서 역할을 합니다. 국내 지능형 자동차 및 IoT 분야의 거대한 시장 수요는 카메라 모듈의 급속한 개발 및 반복을 더욱 촉진하고, 카메라 모듈의 기술 및 공정 혁신을 가속화하며, 국내 카메라 모듈 산업 체인의 급속한 상승을 촉진할 것입니다.

상류 원자재 국산화 추세 점차 강화

CMOS 이미지 센서 칩, 광학 렌즈, 카메라 모듈용 음성 코일 모터 등 주요 원자재 산업에서 국내 제조업체의 시장 점유율이 점차 증가하고 있으며, 국산화 추세가 뚜렷합니다. 하이엔드 CMOS 이미지 센서 칩은 여전히 일본과 한국 제조업체가 주도하고 있지만, Huawei Technologies와 Geko Microelectronics로 대표되는 국내 제조업체와 일본과 한국 제조업체 간의 격차가 점차 좁아지고 있습니다. Huawei Technologies는 6400만 화소 CMOS 이미지 센서 칩의 양산을 달성한 반면, Geko Microelectronics는 1300만 화소 이하 CMOS 이미지 센서 칩 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

광학 렌즈 분야에서 TSR 예측에 따르면 Sunny Optics는 2020년 광학 렌즈 시장 점유율에서 1위를 차지하여 초고급 광학 렌즈에서 대만 제조업체 Da Li Guang과의 격차를 더욱 줄였습니다. 음성 코일 모터 분야에서 TSR 데이터에 따르면 2019년 시장 상위 3대 제조업체는 모두 일본 제조업체인 Alps, TDK, Sanmei Group이었습니다. 그러나 주요 국내 제조업체인 Haoze Electronics와 Zhonglan Electronics의 시장 점유율은 2017년 3.8%와 4.4%에서 2019년 각각 10.5%와 9.5%로 증가했습니다. 2020년에는 시장 점유율이 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

응용 프로그램 시나리오가 점점 더 널리 퍼지고 있습니다

5G 통신, 지능형 주행, 3D 센싱과 같은 신세대 기술의 지속적인 상용화로 인해 카메라 모듈의 적용 시나리오도 점차 증가하고 있습니다. 스마트폰과 같은 가전 산업은 카메라 모듈의 전통적인 적용 시나리오입니다. 고품질의 다양한 촬영 효과에 대한 소비자의 요구는 모바일 카메라 구성 및 기술의 급속한 발전과 모바일 카메라 시장 규모의 지속적인 성장을 주도하고 있습니다.

자동차 전자 장치와 사물 인터넷은 카메라 모듈에 중요한 적용 시나리오가 되고 있습니다. 지능형 주행 및 차량 네트워킹 기술이 점차 대중화됨에 따라 스마트카는 광범위한 시장 수요를 가지고 있습니다. 주행 정보를 얻고 통신 방법을 제공하는 중요한 채널로서, 단일 차량에 필요한 카메라 수는 자율 주행 및 레저 엔터테인먼트의 요구를 충족시키기 위해 빠르게 증가할 것입니다. 따라서 차량용 카메라에 대한 수요는 계속 증가할 것입니다.

사물 인터넷에는 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 농업 등 많은 응용 시나리오가 있습니다. 그 중 광학 이미징을 위한 중요한 센서인 카메라 모듈은 주로 머신 비전 및 고화질 비디오와 같은 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 바닥 청소 로봇 및 냉장고와 같은 스마트 홈에서 카메라 모듈은 3D 감지 및 주변 환경 판단과 같은 기능을 수행할 수 있습니다. 드론과 같은 스마트 로봇에서는 장애물을 식별하고 사진을 찍을 수 있습니다.

카메라의 종류는 끊임없이 풍부해지고 있습니다

소비자 수요의 다각화와 모듈 제조업체' 기술의 혁신으로 카메라의 기능과 유형은 광학적 안정화, 대구경, 3D 센싱 카메라, 잠망경 카메라 등과 같이 끊임없이 풍부해지고 있습니다. 끊임없이 업데이트되고 반복되는 카메라는 사용자에게 새로운 소비자 경험을 제공합니다. 광학적 안정화는 렌즈 흔들림을 사용하여 손떨림을 상쇄하여 더 선명하고 안정적인 사진 효과를 얻습니다. 대구경은 더 높은 광속을 얻고 배경 흐림, 테마 강조, 초점 속도 개선과 같은 효과를 얻을 수 있습니다. 잠망경 카메라는 제한된 공간에서 카메라의 초점 거리를 크게 늘려 더 나은 광학 줌을 달성할 수 있습니다. 3D 센싱 카메라는 3D 위치 및 크기 정보를 해석하여 실시간 3D 정보 수집을 달성하여 가전 단말기에 객체 인식 기능을 추가할 수 있습니다.

광학 이미지 안정화, 대구경, 잠망경 카메라는 더 나은 촬영 효과를 달성하는 반면, 3DSensing 카메라는 2D에서 3D로의 경계를 깨고 카메라의 적용 범위를 확장하며 사용자 경험을 개선합니다. 앞으로 카메라 모듈 제조업체 자체의 기술 혁신 외에도 모바일 폰 제조업체, 드론 제조업체와 같은 하류 고객도 카메라의 업데이트 속도를 가속화하여 차별화된 경쟁과 더 나은 사용자 경험을 달성하고 카메라의 다양성을 지속적으로 풍부하게 할 것입니다.

상류 원자재 산업을 향한 수직적 통합

원자재 산업의 상향 통합을 심화하고 시너지를 달성하는 것은 카메라 모듈 기업이 시장 규모를 확대하고, 매출 총이익률을 개선하고, 경쟁 우위를 강화하는 중요한 수단이 될 것입니다. 또한 모듈 기업의 미래 발전 추세입니다. 현재 OFILM과 Sunny Optics는 광학 렌즈 생산 분야에 깊이 침투했습니다. 모듈 기업은 상류 원자재 산업에 진입하고 수직 산업 통합을 강화함으로써 산업 발전 방향을 파악하고 혁신 역량을 개선하며 시장 경쟁력을 종합적으로 강화할 수 있습니다.

시장 집중도가 계속 증가하고 있습니다

카메라 모듈 산업은 자본과 기술 집약 산업으로서 상당한 규모의 경제성을 가지고 있습니다. 모듈 제조업체는 초기 단계에서 용량 구축 및 제품 연구 개발에 많은 자본을 투자해야 하므로 중소기업이 감당하기 어렵습니다. 안정적인 높은 수율률은 모듈 제조업체의 핵심 경쟁력입니다. 생산 공정에서 모듈 제조업체는 생산 효율성과 제품 수율률을 개선하기 위해 공정 개선에 지속적으로 자금을 투자해야 합니다. 그러나 중소기업은 일반적으로 투자가 부족하여 수율률이 낮습니다. 동시에 하류 스마트폰 고객은 고도로 집중되어 있으며 수요와 탄력성이 높은 특성을 가지고 있습니다. 중소 모듈 제조업체는 적시에 대량의 고품질 카메라 모듈을 공급할 수 없어 하류 고객의 요구에 부응할 수 없습니다. 반면 대형 카메라 모듈 제조업체는 강력한 생산 및 주문 납품 역량을 보유하고 있으며 하류 고객으로부터 주문을 받을 가능성이 더 높습니다. 또한 대형 카메라 모듈 제조업체는 강력한 생산 역량과 카메라 모듈에 대한 고정밀 요구 사항이 있는 플래그십 모델 주문을 수행할 수 있는 능력을 갖추고 있어 대형 모듈 제조업체의 시장 점유율이 지속적으로 증가합니다.

동시에 대형 모듈 제조업체는 새로운 기술을 개발하고 카메라 모듈 적용 분야를 확대하는 데 더 많은 자원을 투자할 수 있으며, 이를 통해 생산 비용을 더욱 낮추고, 수익 수준을 향상시키고, 지속적으로 선두 자리를 공고히 할 수 있습니다.

업계의 주요 기업

오필름

주류 모바일폰 및 자동차 카메라 모듈 제품 범주의 대부분을 포괄합니다. 구조화된 광 3D 센싱 모듈 및 3D ToF 모듈의 양산을 개척하고, 업계 최초의 초박형 잠망경 연속 줌 모듈을 성공적으로 개발했습니다. 모바일폰 카메라 분야는 주요 모바일폰 브랜드를 포함한 고객과 함께 고급 듀얼 카메라 모듈 및 트리플 카메라 모듈의 주요 공급업체가 되었습니다. 20개 이상의 국내 자동차 제조업체가 차량용 카메라 분야에서 공급업체 자격을 취득했습니다.

서니옵틱스

모바일 폰 카메라 분야는 대부분의 중급에서 고급 카메라 모듈을 생산할 수 있습니다. 자동차 카메라 분야에서는 양산이 완료되었습니다. IoT 카메라 분야는 주로 얼굴 인식 및 로봇 청소기에 사용됩니다. 10배 광학 줌 모바일 폰 카메라 모듈과 8메가픽셀 전면 자동차 모듈의 연구 개발을 완료했으며, 2세대 반도체 패키징 솔루션의 개발 및 홍보도 완료했습니다. 모바일 폰 카메라 분야는 중급에서 고급 카메라 모듈의 주요 공급업체가 되었으며, 주요 안드로이드 폰 브랜드를 포함하는 고객이 있습니다. 차량용 카메라 분야는 현재 양산을 달성했습니다. IoT 클라이언트는 현재 개발 중입니다.

헬리타이

모바일폰 카메라 모듈은 현재 6,400만 개의 카메라 모듈을 생산했으며, 하이엔드 제품의 연구 및 생산을 적극적으로 추진하고 있습니다. 현재 6,400만 화소 카메라 모듈을 양산했으며, ToF3D 카메라 및 1억 800만 화소 카메라 모듈과 같은 하이엔드 카메라 제품과 기술을 계속 개발하고 있습니다. 삼성, OPPO, vivo, Xiaomi, Transsion, Foxconn, BOE 등의 고객과 좋은 협력 관계를 구축했습니다.

폭스콘

저희는 고화소 모바일폰 카메라 모듈, 3DSensing 카메라 모듈 등을 생산해 왔습니다. 주요 고객은 애플 브랜드와 일부 안드로이드 폰 브랜드입니다.

신리 인터내셔널

우리는 주로 저화소 모바일폰 카메라 모듈과 자동차 카메라 모듈을 생산합니다. 주요 고객은 안드로이드 폰 브랜드입니다.

엘지이노텍

저희는 고화소 휴대폰 카메라 모듈, 3DSensing 카메라 모듈, 차량 카메라 모듈 등을 생산해 왔습니다. 주요 고객은 Apple 브랜드와 일부 Android 휴대폰 브랜드입니다.

통싱다

저희는 주로 저화소 모바일폰 카메라 모듈을 생산하고, 파노라마 카메라 이미징 모듈, 화상 회의 이미징 모듈과 같은 분야로 제품 라인을 확장합니다. 저희는 주로 Huaqin, Wentai Technology와 같은 모바일폰 ODM 고객과 ZTE, Lenovo와 같은 국내 모바일폰 브랜드 고객을 보유하고 있습니다. 저희는 파노라마 카메라와 화상 회의 시스템 분야의 고객을 보유하고 있습니다.

롄촹전자

저희는 주로 저화소 모바일 폰 카메라 모듈을 생산하고 있으며 현재 점진적인 핵심 고객과 비모바일 폰 산업 브랜드 고객을 지속적으로 개발하고 있습니다. 협력 브랜드에는 Huawei, Samsung, Wentai Technology, Huaqin, Transsion 등이 있습니다.

리징 이노베이션

모바일폰 카메라 모듈, 태블릿 카메라 모듈, 노트북 카메라 모듈을 성공적으로 양산하였고, 트리플 카메라 모바일폰 카메라 모듈도 성공적으로 양산하였습니다.

큐티 마이크로

이 제품은 200만 화소에서 1억 800만 화소에 이르는 초박형 카메라 모듈, 듀얼/멀티 카메라 모듈, 광학 이미지 안정화(OIS) 카메라 모듈, 3D 센싱 카메라 모듈, 자동차 카메라 모듈, IoT 카메라 모듈을 포함합니다. 당사 고객으로는 Huawei, Xiaomi, OPPO, vivo, Samsung, DJI, Ecovacs, Stone Technology, Xiaotiancai 등 다양한 산업의 선도 기업이 있습니다. 또한 이 회사의 자동차 카메라 모듈 제품은 SAIC GM Wuling, Geely Automobile, Xiaopeng Motors, SAIC Motor Passenger Cars, Lantu Automobile, Foton Daimler 등의 브랜드 모델에 사용하기 위해 납품되었습니다. 또한 이 회사는 BYD, Continental Automotive, NIO, BAIC New Energy, Dongfeng Commercial Vehicle 등 여러 자동차 회사의 적격 공급업체 자격 인증을 통과했으며, 앞서 언급한 자동차 회사와 여러 협력 프로젝트를 차례로 확보하여 점차 양산 및 납품에 들어갔습니다.